セメント質の発生制御機構に基づいた歯周組織再生医療の開発

• 研究課題/領域番号: 15390580
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 保存治療系歯学
• 研究機関: 神奈川歯科大学
• 研究代表者: 斎藤 正寛 (齋藤 正寛) 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (40215562)
• 研究分担者: 寺中 敏夫 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (60104460) ; 木下 靱彦 (木下 靭彦) 神奈川歯科大学, 高次口腔科学研究所, 教授 (70084770) ; 清野 透 国立がんセンター, 研究所, 部長 (10186356) ; 原田 英光 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (70271210)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 14,600千円 (直接経費: 14,600千円); 2004年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円); 2003年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
• キーワード: 歯小嚢 / 細胞外マトリックス / オキシタラン線維 / 歯胚 / 発生 / 歯周組織 / 再生 / 歯根膜 / セメント質 / 移植実験 / 細胞分化 / モノクロナール抗体 / 歯周病

研究概要

研究代表者はこれまでセメント質特異抗体の作製に成功してきたおり、そこで同抗体を指標にセメント質過形成モデルの作製を試みた。ウシ歯胚より歯根部分を取り出し移植実験を行った結果、移植片ではセメント質が移植前と比較して約20倍以上肥厚することが観察された。肥厚したセメント質内では多数のセメント細胞が存在し、これらはセメント質特異抗体に陽性なセメント細胞であることが確認された。この結果は、ウシ歯小嚢細胞中に存在するセメント芽細胞芽細胞前駆体が、移植実験によりこれらの細胞は活性化され象牙質上にセメント芽細胞に分化し大量のセメント質を形成した事を示唆している。そこで研究代表者の齋藤はウシ歯小嚢細胞よりセメント芽細胞前駆体下部あるDNA libraryの作製を試みた。その結果平均インサート1.5kbp、1x10^6独立クローンを有するcDNA libraryの作製に成功した。現在は抗セメント質抗体を用いてCSFsをスクリーニングしている。
ヒトゲノムデータベースが公表されて以来、海外および国内でヒトおよびマウスの各種臓器で発現する遺伝子がゲノムワイドに解析されている。一方、遺伝子の網羅的解析により従来困難であった組織の遺伝子発現プロファイリングの解析も可能になりつつある。その中で研究代表者は腱および軟骨に発現している腱特異的新規細胞外マトリックス(ECM)因子に着目し、これが歯根膜発生に関与するかを検索した。免疫染色で解析した結果、腱特異的新規ECM因子は歯根膜細胞の走行に対して垂直に走行するオキシタラン繊維オキシタラン繊維を構成する新規細胞外マトリックスであることが判明した。次に腱特異的新規ECM因子発現細胞を調べる目的で、マウス歯小嚢細胞を分離培養し解析したところ、同細胞を長期間培養することにより腱特異的新規ECM因子陽性の微小繊維様構造物を形成することが確認された。そこで同細胞を免疫不全マウスへの移植実験を行ったところ、移植後一ヶ月で腱特異的新規ECM因子陽性の微小繊繊維を形成することが確認され、このような特徴的な染色像はNIH3T3やC2C12などのマウス由来細胞株では形成されなかった。以上の結果より、腱特異的新規ECM因子は歯小嚢細胞から分泌される新規細胞外マトリックスで、歯根膜形成過程でオキシタラン線維を構成することが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Immortalization of cementoblast progenitor cells with Bmi-1 and TERT. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Saito et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20・1 ページ: 50-57
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Alveolar Bone Marrow as a Cell Source for Regenerative Medicine : Differences between Alveolar and Iliac Bone Marrow Stromal Cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Matsubara et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20・1 ページ: 399-409
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of Periodontal development, and its prospect of regenerative medicine for periodontium. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Saito, A.Tsunoda, T.Yokoi, S.Hattori, T.Tsubakimoto, E.Nishida, K.Kousaka, M.Toyoda, S.Sato, T.Noguchi, T.Teranaka.
  • 雑誌名: Bulletin of Kanagawa dental college Vol.33(1) ページ: 31-35
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immortalization of cementoblast progenitor cells with Bmi-1 and TERT. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Saito, K.Handa, T.Kiyono, S.Hattori, T.Yokoi, T.Tsubakimoto, H.Harada, T.Noguchi, M.Toyoda, S.Sato, T.Teranaka
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20(1) ページ: 50-57
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Alveolar Bone Marrow as a Cell Source for Regenerative Medicine : Differences between Alveolar and Iliac Bone Marrow Stromal Cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Matsubara K.Suardita, M.Ishii, M.Sugiyama, A.Igarashi, R.Oda, M.Nishimura, Saito M, K.Nakagawa, K.Yamanaka, K.Miyazaki, M.Shimizu, K.Tsuji, K.Nakamura, Y.Kato
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20(3) ページ: 399-409
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a novel telomerase repressor by virtue of its interaction with the human papillomavirus type-16 E6/E6-AP complex. (2004)
  • 著者名/発表者名: L.Gewin, et al.
  • 雑誌名: Genes Dev 18 ページ: 2269-2282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ceramide triggers caspase activation during gamma-radiation-induced apoptosis of human glioma cells lacking functional p53. (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Hara
  • 雑誌名: Oncol Rep 12 ページ: 119-123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Production of prostaglandin E2 via bile acid is enhanced by trypsin and acid in normal human esophageal epithelial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Kawabe
  • 雑誌名: Life Sci 75 ページ: 21-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cdt1 phosphorylation by cyclin A-dependent kinases negatively regulates its function without affecting geminin binding. (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Sugimoto
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 19691-19697
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification and isolation of a cementoblast progenitor for periodontal regenerative therapy. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Saito, S.Hattori, A.Tsunoda, T.Tsubakimoto, M.Toyoda S.Sato, T.Teranaka
  • 雑誌名: Bull.Kanagawa Dent.Col. 32(1) ページ: 53-56
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of Dental Epithelial Progenitor Cells Derived from Cervical-loop Epithelium in a Rat Lower Incisor. (2004)
  • 著者名/発表者名: S Kawano, M Saito, K Handa, T Morotomi, T Toyono, Y Seta, N Nakamura, T Uchida, K Toyoshima, M Ohishi, H Harada
  • 雑誌名: J Dent Res. 83(2) ページ: 129-133
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a novel telomerase repressor by virtue of its interaction with the human papillomavirus type-16 E6/E6-AP complex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Gewin, L., Myers, H., Kiyono, T., Galloway D.A.
  • 雑誌名: Genes Dev. 18 ページ: 2269-2282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ceramide triggers caspase activation during gamma-radiation-induced apoptosis of human glioma cells lacking functional p53. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara S, Nakashima S, Kiyono T, Sawada M, Yoshimura S, Iwama T, Sakai N.
  • 雑誌名: Oncol Rep. 12 ページ: 119-123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Production of prostaglandinE2 via bile acid is enhanced by trypsin and acid in normal human esophageal epithelial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawabe, A., Shimada, Y., Soma, T., Maeda, M., Itami, A., Kaganoi, J., Kiyono, T., Imamura, M.
  • 雑誌名: Life Sci 75 ページ: 21-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of a novel human gene, hWAPL, is associated with cervical carcinogenesis and tumor progression. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, K., Ohbayashi, T., Kiyono, T., Nishi, H., Isaka, K., Umezawa, A., Kuroda, M., Mukai, K.
  • 雑誌名: Cancer Res. 64 ページ: 3545-3549
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cdt1 phosphorylation by cyclin A-dependent kinases negatively regulates its function without affecting geminin binding. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto N, Tatsumi Y, Tsurumi T, Matsukage A, Kiyono T., Nishitani H, Fujita M.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 19691-19697
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] p53-independent ceramide formation in human glioma cells during γ-radiation-induced apoptosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara, S., Nakashima, S., Kiyono, T., Sawada, M., Yoshimura, S., Yamada, J., Iwama, T., Banno, Y., Shinoda, J., Sakai, N.
  • 雑誌名: Cell Death Differ. 11 ページ: 853-861
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Can the life-span of human marrow stromal cells be prolonged by bmi-1,E6,E7,and/or telomerase without affecting cardiomyogenic differentiation? (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeda, Y., Mori, T.Imabayashi, H, Kiyono, T., Gojo, S., Miyoshi, S., Ita, M., Segawa, K., Ogawa, S., Sakamoto, M., Nakamura, S., Umezawa, A.
  • 雑誌名: J.Gene Med. 6 ページ: 833-845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of TNF-α-Induced ceramide formation in human glioma cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sawada, M., Kiyono, T., Nakashima, S., Shinoda, J., Naganawa, T., Hara, S., Iwama, T., Sakai, N.
  • 雑誌名: Cell Death Differ. 11 ページ: 997-1008
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of S-phase cyclin-dependent kinase activity blocks expression of Epstein-Barr virus immediate-early and early genes, preventing viral lytic replication. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kudoh, A., Daikoku, T., Sugaya, Y., Isomura, H., Fujita, M., Kiyono, T., Nishiyama, Y., Tsurumi T.
  • 雑誌名: J.Virol. 78 ページ: 104-115
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Production of prostaglandinE2 via bile acid is enhanced by trypsin and acid in normal human esophageal epithelial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Kawabe
  • 雑誌名: Life Sci 75 ページ: 21-34
• [雑誌論文] Cultured Dental Follicle Cells are able to Produce Cementum Matrix In Vivo (2003)
  • 著者名/発表者名: M.Saito, K.Handa, M.Yamauchi, T.Kiyono, S.Sato S.Narayanan, T.Ternaka
  • 雑誌名: Archives of Comparative Biology of Tooth Enamel 8 ページ: 95-97
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Experimental Model for Cementogenesis using Dental Follicle (2003)
  • 著者名/発表者名: K.Handa, M.Saito, A.Tsunoda, S.Hattori, M.Yamauchi, M.Toyoda, S.Sato, T.Teranaka
  • 雑誌名: The Bulletin of Kanagawa dental college Vol.31 ページ: 74-76
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Redifferentiation of dedifferentiated chondrocytes and chondrogenesis of human bone marrow stromal cells via chondrpsphere formation with expression profiling by large-scale cDNA analysis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Imabayashi, H., Mori, T., Gojo, S., Kiyono, T., Sugiyama, T., Irie, R., Isogai, T., Hata, J., Toyama, Y., Umezawa, A.
  • 雑誌名: Exp.Cell Res. 288 ページ: 35-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Atorvastatin inhibits expression of minichromosome maintenance proteins in vascular muscle cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Bruemmer, D, Yin, F., Liu, J., Kiyono, T., Fleck, E., van Herle, A., Graf, K, Law, R.E.
  • 雑誌名: Europ.J.Pharmacol 462 ページ: 15-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Filament formation of MSF-A, a mammalian septin, in mammary HMEC cells depends on interactions with microtubules. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nagata KI, Kawajiri A, Matsui S, Takagishi M, Shiromizu T, Saitoh N, Izawa I, Kiyono T, Itoh TJ, Hotani H, Inagaki M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 18538-18543
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Rapamycin inhibits E2F-dependent expression of minichromosome maintenance proteins in vascular smooth muscle cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Bruemmer D, Yin F, Liu J, Kiyono T, Fleck E, Van Herle AJ, Law RE.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 303 ページ: 251-258
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Peroxisome proliferator-activated receptor inhibits expression of minichromosome maintenance proteins in vascular smooth muscle cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Bruemmer D, Yin F, Liu J, Berger JP, Kiyono T, Chen J, Fleck E, Van Herle AJ, Forman BM, Law RE.
  • 雑誌名: Mol.Endoclinol. 17 ページ: 1005-1018
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Reactivation of lytic replication from Epstein-Barr virus latently infected B-cells occurs with high S-phase CDK activity while inhibiting celluar DNA replication. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kudoh, A., Fujita, M., Kiyono, T., Kuzushima, K., Sugaya, Y., Izuta, S., Nishiyama, Y., Tsurumi, T.
  • 雑誌名: J.Virol. 77 ページ: 851-861
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Establishment of latrunculin-A-resistance in HeLa cells by expression of R183A D184A mutant β-actin. (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujita, M., Ichinose, S., Kiyono, T., Tsurumi, T., Omori, A.
  • 雑誌名: Oncogene 22 ページ: 627-631
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Saito.M et al.: "Cultured Dental Follicle Cells are able to Produce Cementum Matrix In vivo."Archives of Comparative Biology of Tooth Enamel. 8. 95-97 (2003)
• [文献書誌] Saito.M et al.: "Identification and isolation of a cementoblast progenitor for periodontal regenerative therapy"Bull.Of Kanagawa Dental College. In press. (2003)
• [文献書誌] S.Kawano: "Characterization of Dental Epithelial Progenitor Cells Derived from Cervical-loop"Journal of Dental Resrch. 83(2). 129-133 (2004)
• [文献書誌] Fujita M: "Establishment of latrunculin-A-resistance in HeLa cells by expression of R183A D184A mutant β-actin."Oncogene. 22. 627-631 (2003)
• [文献書誌] Nagata K: "Filament formation of MSF-A, a mammalian septin, in mammary HMEC cells depends on interactions with microtubules."J.Biol.Chem.. 278. 18538-1854 (2003)
• [文献書誌] Bruemmer D: "Rapamycin inhibits E2F-dependent expression of minichromosome maintenance proteins in vascular smooth muscle cells."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 303. 251-258 (2003)